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[發(fā)明專利]一種回收多晶硅生產(chǎn)所產(chǎn)生的尾氣的新工藝無效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201210469181.3 申請日: 2012-11-20
公開(公告)號: CN102923715A 公開(公告)日: 2013-02-13
發(fā)明(設(shè)計)人: 李小港 申請(專利權(quán))人: 天威四川硅業(yè)有限責(zé)任公司
主分類號: C01B33/107 分類號: C01B33/107;C01B3/50
代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211 代理人: 方強(qiáng)
地址: 611430 四*** 國省代碼: 四川;51
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 回收 多晶 生產(chǎn) 產(chǎn)生 尾氣 新工藝
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于化學(xué)工程領(lǐng)域,特別涉及一種回收多晶硅生產(chǎn)所產(chǎn)生的尾氣的新工藝。

背景技術(shù)

多晶硅生產(chǎn)過程中還原爐尾氣的主要成分包括H2、HCl、HSiCl3、SiCl4、H2SiCl2,這部分物料需要得到充分的回收利用。現(xiàn)在普遍采用的方法是,將還原尾氣冷卻,在進(jìn)一步的冷凍進(jìn)行氣液分離,H2、HCl混合氣經(jīng)氯硅烷噴淋吸收HCl,為了HCl吸收充分混合氣要進(jìn)行壓縮,經(jīng)噴淋吸收處理的H2中HCl的含量在0.1%左右,需要再經(jīng)過吸附柱進(jìn)行變壓吸附除去HCl;溶解有HCl的氯硅烷要經(jīng)過解析塔解析,分離氯硅烷和HCl。在這過程中,氫氣壓縮機(jī)的電耗占尾氣分離總電耗的1/3左右,而解析塔需要高品位的蒸汽也占到全廠總蒸汽的1/3左右。在還原尾氣分離的過程中HCl的分離是非常重要的一個環(huán)節(jié),能耗占尾氣分離總能耗的1/2左右,如果將HCl通過化學(xué)反應(yīng)將尾氣中HCl的含量降低到0.1%以下,將會在很大程度上簡化了尾氣分離的流程,節(jié)約了能耗、降低了成本,除此之外,還節(jié)約了大量的設(shè)備投資,提高了工藝的可靠性。

例如申請?zhí)枮镃N200710121058.1,公開號為CN101376078的中國專利“回收處理生產(chǎn)多晶硅所產(chǎn)生的尾氣的方法”,公開了一種回收處理生產(chǎn)多晶硅所產(chǎn)生的尾氣的方法,所述尾氣主要包括氫氣、氯化氫、和二氯二氫硅,包括以下步驟:使尾氣通過液態(tài)的四氯化硅,以便氯化氫和二氯二氫硅溶解于液態(tài)的四氯化硅中,從而將氫氣與氯化氫和二氯二氫硅分離,由此回收氫氣;對溶解了氯化氫和二氯二氫硅的四氯化硅升溫和/或加壓,使氯化氫和二氯二氫硅從液態(tài)四氯化硅中解吸出來;和通過控制解吸出來的氣態(tài)的氯化氫和二氯二氫硅的壓力和/或溫度使二氯二氫硅變?yōu)橐簯B(tài)而氯化氫保持為氣態(tài),從而分離并分別回收氯化氫與二氯二氫硅。此專利的方法在實際操作中存在著能耗高的缺點,而且整個尾氣分離流程復(fù)雜,設(shè)備投資成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,提出一種回收多晶硅生產(chǎn)所產(chǎn)生的尾氣的新工藝。本發(fā)明通過將尾氣中的HCl轉(zhuǎn)化成氯硅烷,整個工序中減少了氫壓機(jī)和吸收、解析塔裝置這些設(shè)備,降低了尾氣回收的電耗和蒸汽消耗,降低了多晶硅的生產(chǎn)成本。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):

一種回收多晶硅生產(chǎn)所產(chǎn)生的尾氣的新工藝,所述尾氣的組分包括H2、HCl、HSiCl3、SiCl4、H2SiCl2,其特征在于所述新工藝包括以下步驟:

冷卻步驟:將還原爐輸出的溫度為500~600℃的尾氣經(jīng)第一次冷卻后輸送到HCl轉(zhuǎn)化器;

反應(yīng)步驟:在HCl轉(zhuǎn)化器中HCl與HSiCl3、H2SiCl2反應(yīng)完全生成相應(yīng)的氯硅烷;

氣液分離步驟:將HCl轉(zhuǎn)化器出來的尾氣經(jīng)第二次冷卻后,尾氣溫度降至常溫,再用SiCl4冷凍液進(jìn)行噴淋,對H2與氯硅烷進(jìn)行氣液分離;

H2純化步驟:將H2經(jīng)過吸附柱進(jìn)行吸附除雜后,進(jìn)行回收處理;

與H2純化步驟同時進(jìn)行的HSiCl3分離步驟:將氯硅烷液體經(jīng)過精餾后,再將分離出的HSiCl3進(jìn)行回收處理。

所述冷卻步驟中,經(jīng)第一次冷卻后進(jìn)入HCl轉(zhuǎn)化器的尾氣溫度為50~500℃。在此過程中,采用換熱器直接降至反應(yīng)所需的溫度,無需外供熱兩加熱,充分的利用為其熱量,節(jié)約能源降低電耗。

所述反應(yīng)步驟中,反應(yīng)溫度為50~500℃,壓力為0.1MPa~2.0MPa。所述反應(yīng)步驟中,采用固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器或移動床反應(yīng)器作為HCl轉(zhuǎn)化器。在此過程中,尾氣中的HCl進(jìn)行充分的反應(yīng),含量降低至0.1%(重量比)以下,大大的降低了,氯硅烷分離和H2純化步驟地能量消耗。

所述反應(yīng)步驟中,采用多個HCl轉(zhuǎn)化器,并用串聯(lián)方式或并聯(lián)方式將多個HCl轉(zhuǎn)化器連接,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定型,確保尾氣各組分含量穩(wěn)定,同時便于催化劑的更換。

所述反應(yīng)步驟中,在HCl轉(zhuǎn)化器中添裝有催化劑。

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